MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIÚP HỌC SINH VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC ĐỂ GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG TRONG THỰC TIỄN.. Hóa học có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống chúng ta khi học môn hóa học,
Trang 1MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIÚP HỌC SINH VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC ĐỂ GIẢI THÍCH
CÁC HIỆN TƯỢNG TRONG THỰC TIỄN
I.Đặt vấn đề:
-Lý do chọn đề tài
Hóa học là khoa học nghiên cứu các chất, sự biến đổi và ứng dụng của chất Hóa học có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống chúng ta khi học môn hóa học, học sinh phải biết tự thu thập, tìm kiếm kiến thức , xử lý thông tin , vận dụng và ghi nhớ biết giải thích các hiện tượng thực tế trong đời sống bằng kiến thức hóa học Nắm vững quá trình sản xuất hóa học và vấn đề sản xuất ra các sản phẩm phục vụ con người, ảnh hưởng của sản phẩm hóa học và vấn đề ô nhiễm môi trường , đất, nước, không khí, các biện pháp bảo vệ môi trường Hóa học góp phần giải quyết vấn đề về năng lượng, nhiên liệu và vật liệu cho xã hội hiện tại và tương lai, nguồn năng lượng không phải là vô tận năng lượng đang ngày càng cạn kiệt, nguồn nhiên liệu nguyên liệu cho công nghiệp không phải là vô tận Hóa học đã giúp phát hiện và sử dụng nguyên liệu cho công nghiệp như quặng chất khoáng sản và các hóa chất không khí và nước nguồn nguyên liệu thực vật, dầu mỏ than đá khí thiên nhiên Hóa học đã giúp sản xuất ra những vật liệu có nguồn gốc vô cơ như kim loại, gạch ngói, gốm, sứ, xi măng, thủy tinh, một số hóa chất cơ bản như: HCl, H2SO4 , NaCl , NH3 ,vật liệu có nguồn gốc hữu
cơ ví dụ sơn tổng hợp, nhựa, chất dẻo PVC, cao su tổng hợp nhựa tổng hợp, tơ sợi tổng hợp Để giải quyết vấn đề lương thực, thực phẩm cho nhân loại, hóa học
đã có những đóng góp: Nghiên cứu và sản xuất các chất hóa học có tác dụng bảo
vệ và phát triển thực vật giúp tăng sản lượng, chất lượng, bảo quản tốt hơn như phân bón hóa học, thuốc kích thích sinh trưởng, thuốc bảo vệ thực vật Chế biến
Trang 2thực phẩm theo công nghệ hóa học Để giải quyết vấn đề may mặc hóa học góp phần sản xuất ra tơ sợi hóa học Để giải quyết vấn đề dược phẩm, để chữa bệnh hóa học góp phần tạo ra những loại thuốc tân dược đặc hiệu có tác dụng chữa nhiều bệnh hiểm nghèo
Thực trạng trong nhà trường về kỹ năng vận dụng kiến thức hóa học để giải thích các hiện tượng trong thực tế học sinh còn rất lúng túng và gặp nhiều khó khăn Nguyên nhân là do giáo viên chưa rèn cho học sinh kỹ năng vận dụng tổng hợp kiến thức đã học vào cuộc sống, chưa chủ động linh hoạt lồng ghép kiến thức liên hệ thực tế thường xuyên trong các tiết học vì họ sợ bài dài kiến thức nhiều không đủ thời gian, giáo viên còn xem nhẹ vấn đề này Giáo viên thường chú trọng vào một số câu hỏi và bài tập lý thuyết, một số dạng bài tập tính toán như: viết phương trình phản ứng hóa học, so sánh hoặc giải thích hiện tượng dựa vào các định luật hoặc học thuyết cơ bản, điều chế các chất, phân biệt
và nhận biết các chất tinh chế và tách hỗn hợp Phần bài tập tính toán về công thức hóa học gồm: các bài toán tính theo công thức hóa học, tìm nguyên tố, lập công thức hợp chất về phương trình hóa học, bàì toán về lượng chất dư, bài toán về hiệu xuất, bài toán biện luận …
Với học sinh các em chưa nắm vững kiến thức liên hệ thực tế về tính chất hóa học tính chất vật lí ứng dụng của mỗi chất cụ thể chưa nghiên cứu kỹ phần đọc thêm những điều em cần biết, tài liệu tham khảo môn hóa học thư viện nhà trường không có và giáo viên cũng chưa phát động học sinh tự mua vì vậy mà học sinh còn gặp nhiều khó khăn khi gặp những câu hỏi liên hệ thực tế Xuất phát từ lí do trên mà tôi chọn đề tài một số biện pháp giúp học sinh phát triển kỹ năng, vận dụng kiến thức hóa học để giải thích các hiện tượng trong thực tế nhằm nâng cao chất lượng hiệu quả dạy môn hóa học ở trường trung học cơ sở Rèn cho học sinh kỹ năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn
Trang 3Phần II Những biện pháp giải quyết vấn đề
1/ Cơ sở để đề ra biện pháp giúp học sinh vận dụng kiến thức hóa học để giải thích các vấn đề trong thực tiễn :
Để học sinh biết vận dụng kiến thức hóa học giải thích một số hiện tượng thực tiễn trong đời sống, trong hoạt động sản xuất Giải quyết một số vấn đề có liên quan đến hóa học, đòi hỏi mỗi giáo viên cần phải trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản đồng thời khắc sâu kiến thức liên hệ thực tiễn trong từng bài học Yêu cầu học sinh phải nắm vững tính chất vật lý, tính chất hóa học và ứng dụng của các chất, tự nghiên cứu thông tin phần đọc thêm, những điều em cần biết, sách giáo khoa, sách bài tập, các loại sách tham khảo Nắm vững tính chất của chất Mỗi chất có những tính chất nhất định bao gồm tính chất vật lý và tính chất hóa học Việc hiểu biết tính chất của các chất giúp học sinh phân biệt chất này với chất khác, biết cách sử dụng chất Ví dụ axít sunpuric đặc là chất làm bỏng, cháy da thịt vì vậy ta cần tránh không để axit dây vào người vào quần áo
-Biết ứng dụng chất thích hợp trong đời sống và sản xuất
Ví dụ: Cao su là chất không thấm nước, có tính chất đàn hồi, chịu mài mòn nên
dược sử dụng chế tạo lốp xe
- Phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn là rất quan trọng giúp cho học sinh hứng thú trong học tập thực hiện nguyên lý giáo dục học đi đôi với hành
2/
Các giải pháp thực hiện
Trang 4a.Hướng dẫn học sinh cách học theo phương pháp tích cực, lời giới thiệu môn học phải hấp dẫn có tác dụng gây hứng thú cho học sinh
Để học sinh biết vận dụng kiến thức của bộ môn hóa học giải thích các hiện tượng trong thực tế thì giáo viên phải hướng dẫn cho học sinh cách học theo phương pháp tích cực Lời giới thiệu hấp dẫn có sức thuyết phục rất lớn đối với người học Ngay từ tiết học đầu tiên giáo viên giới thiệu cho học sinh chương trình hóa học ở bậc THCS các em được làm quen với các chất, sự biến đổi và ứng dụng của chúng Hóa học có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống chúng ta,
có biết bao điều bí ẩn xung quanh ta mà các em cần phải biết
Ví dụ: Tại sao lại xuất hiện lửa xanh lập lòe lúc ẩn lúc hiện rồi bỗng dưng biến
mất ở các nghĩa trang?
Vì sao khi ăn thịt cá thường chấm với nước mắm dấm hoặc chanh thì thấy ngon
và dễ tiêu hóa?
- Trong những giếng sâu không có nước lâu ngày không sử dụng người và động vật xuống bị chết ngạt
- Khi đun than tổ ong ở phòng kín rất nguy hiểm có thể gây tử vong ?
- Tại sao khi thổi que diêm dang cháy thì que diêm bị tắt còn thổi vào bếp lửa thì bếp lửa cháy to ?
- Tại sao để cải tạo đất ở một số ruộng chua người ta thường bón vôi bột ?
- Hiện tượng thạch nhũ trong hang động được hình thành như thế nào?
- Tại sao khi đánh rơi cặp nhiệt độ có bầu thủy ngân ra nền nhà có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người ?
Nhiều hiện tượng trong thực tế này khi học môn hóa học các em sẽ giải thích một cách dễ dàng
Để học tốt bộ môn các em phải đọc kỹ cấu trúc bài học trong sách giáo khoa được thể hiện ở kênh hình và kênh chữ, tên một số bài được đặt dưới hình
Trang 5thức nêu vấn đề Kênh hình giúp các em tìm tòi phát hiện kiến thức mới củng cố kiến thức đã học bổ xung minh họa kiến thức cho kênh chữ
- Kênh chữ cung cấp thông tin hoặc chỉ dẫn các em thu thập thông tin dưới dạng các câu hỏi, các bài tập, các vấn đề cần giải quyết Để mở rộng kiến thức các em cần đọc thêm phần em có biết, làm các bài tập trắc nghiệm, các đề kiểm tra trả lời các câu hỏi vì sao, các kiến thức liên hệ thực tế
-Ví dụ: khi học bài tỉ khối của chất khí hóa học lớp 8 tìm hiểu phần em có biết
các em sẽ giải thích được khi xuống đáy giếng khơi, trên nền hang sâu người và động vật sẽ bị chết ngạt
- Các em phải nắm vững cách học theo phương pháp tích cực biết quan sát tìm tòi, khám phá trao đổi thảo luận, nắm vững kiến thức cơ bản về tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dung của chất Nghiên cứu phần đọc thêm, những điều em cần biết, tài liệu tham khảo môn hóa học để vận dụng giải thích các hiện tượng trong thực tế
b.Xây dựng chuyên đề vận dụng kiến thức hóa học để giải thích, giải quyết các hiện tượng thực tiễn có liên quan đến hóa học.
Vận dụng phương pháp dạy phù hợp với từng đối tượng học sinh thì việc kiểm tra kiến thức học sinh là rất cần thiết thông qua kết quả kiểm tra thống kê phân loại giỏi, khá, trung binh, yếu, kém Từ đó giáo viên lập kế hoạch xây dựng thành chuyên đề gồm những câu hỏi những bài tập vận dụng kiến thức hóa học
để giải thích, giải quyết các hiện tượng thực tế có liên quan đến hóa học, trang bị cho học sinh Thông qua chuyên đề cho học sinh giải thích ở lớp và làm bài tập ở nhà Trong các tiết dạy tùy từng bài giáo viên có thể lồng ghép phần kiến thức liên hệ thực tế sao cho phù hợp cũng như đưa vào chương trình ngoại khóa Trong từng ví dụ nêu ra vai trò của giáo viên là người hướng dẫn, là trọng tài, vai
Trang 6trò của học sinh là chủ động tích cực sáng tạo tìm tòi kiến thức để trả lời câu hỏi của thầy Giáo viên chốt lại đáp án đúng
c.Hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng trong thực tế :
Trong quá trình dạy học hóa học giáo viên luôn có những câu hỏi, bài tập giúp học sinh liên hệ, vận dụng các kiến thức hóa học để giải thích các hiện tượng trong thực tiễn
Vd 1: Khi dạy bài ứng dụng của oxi hóa học lớp 8 giáo viên cho học sinh liên hệ
với những hiện tượng trong đời sống của người và động vật giải thích các ứng dụng của o xy là do tính chất của oxy
Câu hỏi : Tại sao oxi được làm nhiên liệu, chất đốt ?
Giải thích: oxi có phản ứng oxi hóa với các chất tỏa nhiều nhiệt.
Câu hỏi : Tại sao khí oxi cần thiết cho sự sống của người và động vật?
Giải thích : khí oxi cần cho sự hô hấp của người và động vật để oxi hóa chất
dinh dưỡng, sự oxi hóa này diễn ra liên tục suốt trong quá trình sống sinh ra khí Cacbonic và năng lượng Nguồn năng lượng này dùng để duy trì sự sống của cơ thể, không có khí oxi người và động vật không sống được
Ví dụ 2 : Khi dạy bài mối quan hệ giữa các hợp chất vô cơ hóa học lớp 9:
Câu hỏi liên hệ thực tiễn : Tại sao để cải tạo đất ở một số ruộng chua người ta
thường bón vôi bột?
Giải thích: Thành phần của vôi bột gồm CaO, Ca(OH)2 và một ít CaCO3 ở ruộng chua có chứa axit PH<7nên sẽ có phản ứng giữa axit với Ca(OH)2 và một ít CaCO3 làm giảm tính axit nên ruộng sẽ hết chua.(axít tác dụng với ba zơ tạo thành muối và nước )
Tại sao lò nung sản xuất vôi đều dược xây dựng ở nơi thoáng gió và xa nơi dân
cư sinh sống?
Trang 7Giải thích : Khi nung vôi có phản ứng hóa học :
CaCO3 t →o3000 o c CaO+CO2
Khi nung cần đốt nóng ở nhiệt độ cao do đó xung quanh lò vôi rất nóng khí cacbonic và bụi bay ra rất nhiều gây ô nhiễm môi trường vì vậy lò vôicầnxây dựng xa nơi dân cư và nơi thoáng gió
Ví dụ 3: Khi cho vôi sống vào nước ta thấy khói bốc lên mù mịt nước vôi sôi
lên và nhiệt độ hố vôi rất cao có thể gây nguy hiểm đến tính mạng của người, động vật cần tránh xa nơi này?
Giải thích khi tôi vôi đã xảy ra phản ứng hóa học vôi sống phản ứng với nước tạo thành Canxihiđrôxít phản ứng này tỏa nhiều nhiệt nên làm nước sôi lên và bốc hơi đem theo cả những hạt Ca(OH)2 rất nhỏ tạo thành như khói mù trắng do tỏa nhiều nhiệt nên nhiệt ở hố vôi rất cao do đó người và vật phải tránh xa hố vôi CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q
Ví dụ 4:Giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong hang động ?
Giải thích :Trong các hang động như động Hương Tích ,động Phong Nha có
nhiều thạch nhũ hình dáng khác nhau trông lạ mắt và rất đẹp Đó chính là kết quả lâu dài của sự chuyển hóa lẫn nhau giữa hai muối Ca(HCO3)2 vàCaCO3.Thành phần chính của núi đá vôi là CaCO3,khi gặp nước mưa và khí CO2 trong không khí CaCO3chuyển hóa thành Ca(HCO3)2tan trong nước ,chảy qua khe đá vào trong hang động Dần dần Ca(HCO3)2lại chuyển hóa thành CaCO3 rắn không tan Qúa trình này xảy ra liên tục ,lâu dài tạo nên thạch nhũ với những hình thù khác nhau
CaCO3(r) +H2O+CO2 Ca(HCO3)2 (d d)
Bài tập Vì sao ta thổi hơi thở vào bình đựng nước vôi trong thì thấy nước vôi vẩn đục Nếu tiếp tục thổi thì thấy vẩn đục lại tan ?
Trang 8Ví dụ 4: xung quanh nhà máy sản xuất axit sunphuric, xút, phân lân, gạch ngói
gốm sứ, gang thép … cây cối thường ít xanh tươi nguồn nước bị ô nhiễm Điều
đó được giải thích như thế nào?
Giải thích : Việc gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí là do nguồn chất
thải dưới dạng khí thải, nước thải, chất thải rắn … những chất thải này có thể là dưới dạng khí độc hại ví dụ SO2, H2S, Cl2 ,có thể có tác dụng trực tiếp hoặc nguyên nhân gây mưa axít làm hại cho cây Nguồn nước thải có chứa kim loại nặng các gốc nitrát cloruasunpát, sẽ có tác hại với những sinh vật sống trong nước và thực vật Những chất thải rắn như xỉ than và một số chất hóa học sẽ làm cho đất bị ô nhiễm, không thuận lợi cho sự phát triển của cây Do đó để chống ô nhiễm môi trường, các nhà máy cần được xây dựng theo chu trình khép kín, đảm bảo khử được phần lớn chất độc hại trước khi thải ra môi trường
Ví dụ 5 : khi dạy học nội dung chất béo giáo viên nêu câu hỏi hướng dẫn trả lời:
Câu hỏi : Tại sao ở nghĩa trang vắng vào ban đêm thỉnh thoảng lại xuất hiện
những đám lửa xanh lập lòe lúc ẩn lúc hiện rồi bỗng dưng biến mất
Giải thích : Vào buổi đêm ở những nghĩa trang vắng, thỉnh thoảng chúng ta thấy
những đám lửa xanh lập lòe, lúc ẩn lúc hiện, rồi bỗng nhiên biến mất Ngày trước do trình độ nhận thức khoa học còn hạn chế, người ta không thể giải thích được hiện tượng kỳ lạ này Một số người mê tín gọi những đốm lửa xanh đó là
“ma trơi.” Đương nhiên, hiện nay chúng ta klhông tin những quan niệm mê tín
đó, không coi những đốm lửa xanh kỳ lạ đó là “ma trơi.”
Sự hình thành của ma trơi liên quan đến nguyên tố phốt pho Nguyên tố phốt pho do một nhà khoa học người đức phát hiện năm 1669 trong khi tiến hành luyện kim Trong ngôn ngữ HyLạp phốt pho có nghĩa là dẫn ánh sáng Phốt pho là nguyên tố chủ yếu cấu tạo nên sự sống Trong cơ thể người và động vật đều có chứa nguyên tố phốt pho Khi cơ thể người hoặc động vật bị thối rữa, hợp
Trang 9chất chứa phốt pho ở trong cơ thể bị một loại vi khuẩn trong đất phân giải, tạo thành thể khí chứa phốt pho Loại khí này sau khi thoát ra khỏi mặt đất gặp khí oxy trong không khí, tự bốc cháy phát ra ánh sáng màu xanh Đâychính là sự hình thành của “Ma trơi”
Tại sao “ma trơi” thường xuất hiện vào buổi tối? Thực ra cho dù ban ngày hay ban đêm thì tại những khu vực nghĩa địa luôn có khí chứa phốt pho bốc lên
và tự cháy, nhưng ban ngày do cường độ ánh sáng mạnh ta không nhìn thấy khí chứa phốt pho tự bốc cháy Vào buổi đêm cường độ ánh sáng yếu, ta mới có thể nhìn thấy “ma trơi” lúc ẩn lúc hiện
d.Hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức hóa học để giải quyết một số vấn
đề liên quan đến hóa học:
Hóa học đã góp phần giải quyết vấn đề về năng lượng, nhiên liệu và vật liệu cho xã hội trong hiện tại và tương lai
Hóa học đã giúp phát hiện và sử dụng nguyên liệu cho công nghiệp như: quặng chất khoáng sản, hóa chất, dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên
Hóa học đã giúp sản xuất ra những vật liệu có nguồn gốc vô cơ như kim loại, gạch ngói, gốm sứ, xi măng Một số hóa chất cơ bản như HCl, H2SO4, NaOH…Những vật liệu có nguồn gốc hữu cơ như sơn tổng hợp, chất dẻo, nhựa ,cao su tổng hợp Hóa học góp phần giải quyết vấn đề lương thực, thực phẩm như phân bón hóa học, thuốc kích thích sinh trưởng, thuốc bảo vệ thực vật, những loại thuốc tân dược
Trong quá trình dạy học chúng ta cần lồng ghép việc ứng dụng kiến thức hóa học để đề xuất việc giải quyết một số vấn đề của cuộc sống, giúp học sinh luôn ý thức và có trách nhiệm bảo vệ môi trường
Trang 10Ví du 1 : Trong các thí nghiệm khi dạy học bài mới, hoặc bài thực hành có một
số chất thải độc hại sau HCl, H2SO4, SO2 ,CO2, Cl2 hãy nêu biện pháp xử lý chất độc hại để bảo vệ môi trường lớp học
Trả lời : Có thể dùng nút bông tẩm nước vôi để nút miệng ống nghiệm hoặc nút
miệng lọ sau khi làm thí nghiệm, hoặc đổ hóa chất thừa vào chậu nước vôi dư vì Ca(OH)2 trong nước vôi sẽ có phản ứng với các chất trên tạo thành chất ít độc hại hơn Nước vôi lại là vật liệu rẻ tiền dễ kiếm
Phòng học phải mở cửa để luôn được thoáng gió để các khí tản nhanh vào không khí
Ví dụ 2: Khi nghiên cứu thí nghiệm điều chế SO2, P2O5: Bằng cách đốt lưu huỳnh và phốt pho trong bình oxi Để khử chất thải sau thí nghiệm, nên dùng chất nào sau đây là tốt nhất? Hãy giải thích vì sao?
a/ Nước b/ Dấm ăn c/ Nước vôi d/ Dung dịch HCl loãng
Giải thích : dùng nước vôi là tốt nhất vì Ca(OH)2 sẽ phản ứng với S02 , P2O5
thành muối ít độc hại hơn
Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2 O 3Ca(OH)2 + P2O5 → Ca3(PO4)2 + 3H2O
Ví dụ 3 : Khi nghiên cứu phản ứng oxi hóa khử ở lớp 8 điều chế kim loại Cu, Zn
trong phòng thí nghiệm từ các oxit CuO, ZnO tương ứng
Hãy cho biết sử dụng chất khử nào sau đây là tốt nhất? Giải thích? A.Cacbon (Than ) B/ Các bon ôxit (CO) C/ Hidrô (H2)
giải thích: Chọn phương án C: Vì hidro dễ kiếm Hidro khử được CuO,ZnO
H2+CuO→t o Cu+H2O
H2+ZnO→t o Zn+H2O